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基于多場參數(shù)相關(guān)臺風(fēng)工程模型的上海地區(qū)臺風(fēng)設(shè)計風(fēng)環(huán)境研究

作者:方根深; 趙林; 宋麗莉; 葛耀君 同濟大學(xué)土木工程防災(zāi)國家重點實驗室; 上海200092; 中國氣象局公共氣象服務(wù)中心; 北京100081

摘要:結(jié)合臺風(fēng)在我國沿海登陸過程風(fēng)場參數(shù)實測數(shù)據(jù)擬合模型,擬合參數(shù)包括臺風(fēng)幾何尺度場(最大風(fēng)速半徑Rmax)和氣壓分布場(徑向氣壓系數(shù)β)等,提出了適用于我國東南沿海區(qū)域的考慮多個場參數(shù)之間相關(guān)性的臺風(fēng)風(fēng)場改進數(shù)值模型。以上海市崇明島侯家鎮(zhèn)氣象站1971—2015年間57次臺風(fēng)全過程連續(xù)實測記錄為參考依據(jù),通過對比臺風(fēng)最大風(fēng)速的模擬與實測結(jié)果,優(yōu)化了氣象站場地地表粗糙高度z0=0.095m,并結(jié)合臺風(fēng)路徑歷史觀測資料和場參數(shù)之間概率相關(guān)性的實測擬合關(guān)系,利用臺風(fēng)工程模型再現(xiàn)了氣象站四次典型較強臺風(fēng)風(fēng)速發(fā)展過程,最大風(fēng)速的相對誤差在12%以內(nèi),證明了模型應(yīng)用于臺風(fēng)最大風(fēng)速預(yù)測的可靠性。采用Monte-Carlo臺風(fēng)隨機模擬方法和抽樣越界峰值法,計算了臺風(fēng)氣候模式侯家鎮(zhèn)和以上海為代表中心區(qū)域典型工程場地的設(shè)計基本風(fēng)速和平均風(fēng)剖面,獲得侯家鎮(zhèn)和上海B類場地(z0=0.05m)百年一遇10m高度10min平均風(fēng)速分別為31.51m/s和37.46m/s,標準差為2.05m/s和2.66m/s,同時比較了三種不同風(fēng)剖面擬合模型,給出了四類典型地貌下臺風(fēng)氣候風(fēng)剖面擬合關(guān)系。

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